Präzisionstransponder werden vom DLR an die kanadische Raumfahrtagentur geliefert

Mittwoch, 19. Juli 2017

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  • DLR%2dPräzisionstransponder
    DLR-Präzisionstransponder in Montreal, Kanada

    DLR-Präzisionstransponder auf dem Gelände der kanadischen Raumfahrtagentur (CSA) in Montreal, Kanada: Der Transponder wird ferngesteuert initialisiert und ausgerichtet. Nach dem Überflug werden die aufgezeichneten Radarsignale und Messdaten gespeichert und heruntergeladen. Das DLR hat die Möglichkeit, von Oberpfaffenhofen aus auf die Transponder zuzugreifen.

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    Sentinel-1A-Radarbild über Montreal

    Sentinel-1A-SAR-Bild über Montreal mit den beiden DLR-Präzisionstranspondern: Nach erfolgreicher Installation und Inbetriebnahme auf und in der Nähe des CSA-Geländes erfolgten die ersten Testüberflüge mit Sentinel-1. Die Transponder heben sich als helle Kreuze deutlich vom Bildhintergrund ab. Diese sogenannten Impulsantworten sind im Rahmen rechts unten noch mal vergrößert dargestellt. In unmittelbarer Nähe der unteren Impulsantwort erkennt man die Reflexionen der CSA-Gebäude.

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    DLR-Präzisionstransponder für die Radarsat Constellation Mission der CSA

    DLR-Präzisionstransponder für die Radarsat Constellation Mission der kanadischen Raumfahrtagentur (CSA): Rechts oben erkennt man das eigentliche Transpondergerät mit seiner Sende- und Empfangsantenne, die beide im Gehäuse untergebracht sind, um sie vor unterschiedlichen Wettereinflüssen wie Wind und Regen zu schützen. Darunter befindet sich der 2-Achsen-Drehstand zur präzisen Ausrichtung des Transponders auf den Satelliten während eines Überfluges. Links befindet sich die zentrale Steuereinheit, die zur ferngesteuerten Ausrichtung des Transponders und zur Sicherung der aufgezeichneten Radarsignale und Messdaten dient.

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    Sentinel-1-Satellit

    Sentinel-1-Satellit der Europäischen Raumfahrtbehörde (ESA): Hochpräzise DLR-Transponder westlich vom Standort Oberpfaffenhofen werden im Auftrag der europäischen Raumfahrtagentur für die Kalibrierung des Radarinstruments der Missionen Sentinel-1A und -B eingesetzt, die 2014 und 2016 gestartet wurden.

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    DLR-Projektteam nach erfolgreichem Test

    Das DLR-Projektteam kurz nach dem ersten Test mit Radarsat-2 in Oberpfaffenhofen: Bei diesem Testüberflug wurde die Initialisierung, das automatische Ausrichten, der eigentliche Transponderbetrieb sowie die Signalaufzeichung der Transponder überprüft.

  • DLR liefert Präzisionstransponder an die Canadian Space Agency (CSA) für die Radarsat Constellation Mission
  • Institut für Hochfrequenztechnik und Radarsysteme führend im Bereich der Kalibrierung von Synthetic Aperture Radar (SAR)-Satelliten
  • Schwerpunkte: Raumfahrt, Radarfernerkundung, Kalibrierung, Big Data

Die Kalibrierung von Radarsatelliten ist ein zentrales Forschungsthema des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR). "Wir haben in den letzten Jahren den unangefochtenen Status eines internationalen Kalibrierzentrums für Radarsatelliten erlangt", so Prof. Alberto Moreira, Direktor des Instituts für Hochfrequenztechnik und Radarsysteme. Mit neuartigen Verfahren konnten für die Radarsatelliten TerraSAR-X und TanDEM-X herausragende radiometrische und geometrische Genauigkeiten erzielt werden. Im Rahmen des europäischen Copernicus Programms wurden diese Verfahren auch für die Mission Sentinel-1 übernommen und im Auftrag der ESA durch das DLR umgesetzt.

Das aktuelle Highlight dieser Entwicklung ist die Lieferung von Transpondern an die Canadian Space Agency (CSA). Auf der Basis von bereist entwickelten Kalibrierzielen, wurden zwei fernsteuerbare Transponder für die CSA aufgebaut. "Die Entwicklung derartiger Kalibrierinstrumente ist ein Bereich, in dem wir mit innovativen Designs und bislang unerreichten Genauigkeiten neue Maßstäbe gesetzt haben", erklärt Dr. Marco Schwerdt, Leiter der Fachgruppe Kalibrierung am Institut für Hochfrequenztechnik und Radarsysteme. "Wir bestimmen die Rückstreueigenschaften unserer Transponder, also die Fähigkeit das vom Radarsatelliten ausgesendete Signal zurückzusenden, auf 0.2 Dezibel genau und liegen damit in der Klasse von hochgenauen Laborgeräten."

Umfangreiche Anpassungen waren erforderlich, um die spezifischen Anforderungen aus Kanada zu erfüllen und den lokalen klimatischen Bedingungen zu trotzen. Um die hohe Genauigkeit und Stabilität zu erreichen, ist die gesamte Elektronik inklusive der Antennen in einem temperaturstabilisierten Gehäuse untergebracht. Der Auftrag hat ein Volumen von 2,3 Millionen Euro. Die CSA benötigt diese Geräte für ihre zukünftige Radarsat Constellation Mission, eine Dreierkonstellation von SAR-Satelliten, die 2019 starten soll.

Um aus Radar-Daten geophysikalische Informationsprodukte ableiten zu können, ist eine präzise Kalibrierung, sprich Vermessung der Systeme, erforderlich. Diese umfasst umfangreiche Maßnahmen, die schon früh in der Entwicklungsphase ansetzen. Wegen der hohen erzielbaren Rückstreuquerschnitte bei vergleichsweise kompakter Bauweise sind aktive Transponder die am häufigsten verwendeten Kalibrierreferenzen. Ein Radartransponder arbeitet nach folgendem Prinzip: Er empfängt die vom Satelliten ausgesandten Radarpulse, verstärkt sie mit einem hochgenauen vordefinierten Pegel und sendet sie an den Satelliten zurück. In den Radarbildern erscheinen die Transponder als helle Kreuze, die von den Wissenschaftlern ausgewertet werden, um das gesamte Radarsystem mit hoher Präzision zu kalibrieren.

Die DLR-Wissenschaftler arbeiten schon an der nächsten Generation von Transpondern. Hier liegt der Fokus auf zukünftigen langwelligen Missionen, allen voran der Umwelt- und Klimamission Tandem-L.

Zuletzt geändert am:
19.07.2017 15:08:57 Uhr

Kontakte

 

Miriam Poetter
Deutsches Zentrum für Luft-und Raumfahrt (DLR)

Kommunikation Oberpfaffenhofen

Tel.: +49 8153 28-2297

Fax: +49 8153 28-1243
Dr.-Ing. Marco Schwerdt
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)

Institut für Hochfrequenztechnik und Radarsysteme, Satelliten-SAR-Systeme Oberpfaffenhofen-Wessling

Tel.: +49 8153 28-3533
Dr.-Ing. Manfred Zink
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)

Institut für Hochfrequenztechnik und Radarsysteme

Tel.: +49 8153 28-2356

Fax: +49 8153 28-1449